70 t LD-LF-VD-CC流程生产耐候钢S355J2的工艺实践

耐候钢S355J2(/%:0.07~0.12C,0.25~0.40Si,1.0~1.3Mn,≤0.015P,≤0.008S,0.25~0.40Cu,0.35~0.50Cr,0.10~0.25Ni,0.025~0.040Nb,0.025~0.050Als)的冶炼流程为70 t LD-LF-VD-280 mm×320 mm坯CC工艺。通过控制LD终点[C]≤0.07%,终点[P]≤0.014%,转炉下渣量≤2 kg/t和LF精炼渣碱度R≥3.0,(Al₂O₃)=20%等工艺措施,铸坯的T[O]为22×10^-6,夹杂物平均直径为4.6μm,5μm以下夹杂物比例在97.5%以上。连铸过程采用R=1.02,6.9%(B₂O₃+Li₂O),5.4%MgO和7.6% Al₂O₃的含氟保护渣,连铸坯表面震痕较浅,表面无清理率达到95.17%。连铸坯缩孔、疏松≤1.0级,角部、边部和中心裂纹为0级,满足连铸坯质量的控制要求。     

高压气瓶用钢4147 Φ500 mm连铸圆坯的生产实践

永钢高压气瓶钢4147(/%:0.46~0.50C,0.15~0.35Si,0.8~1.0Mn,≤0.015P,≤0.008S,0.85~1.10Cr,0.15~0.25Mo,0.02~0.04Al)的冶炼工艺为110 t EBT电弧炉-LF-VD-Φ500 mm圆坯连铸。通过使用炉料80%铁水+20%废钢, 控制(Pb+As+Sn+Sb+Bi)≤150×10^-6,EAF终点[C]≥0.08%,终点[P]≤0.006%,并在出钢过程加1.0 kg/t Al;以及采用LF精炼合成渣（/%:40~55CaO,20~30Al₂O₃,≤6MgO,≤4.0SiO₂,≤1.5FeO),成品硫含量≤0.002%,T[O]≤17×10^-6,[N]≤32×10^-6,[H]≤0.9×10^-6,(Pb+Sn+Sb+As+Bi)≤0.013 7%;连铸圆坯中心疏松、缩孔≤1.5级,轧材各类夹杂物均≤0.5级,满足高压气瓶钢质量要求。     

120 t BOF-LF-RH-CC流程冶炼石油套管钢时TiN的析出和控制

石油套管用钢(/%:0.26~0.29C,0.25~0.35Si,0.40~0.50Mn,≤0.009P,≤0.004S,0.95~1.05Cr,0.09~0.11V,0.02~0.04Al,0.015~0.020Ti,≤0.0060N)的生产流程为铁水预处理-120 t BOF-吹氩-LF-喂CaSi线-RH-合金化-喂CaSi线-软吹氩-Φ220 mm圆坯连铸工艺。通过热力学分析得出钢中N含量超过50×10^-6以及工业试验得出生产的圆铸坯中的N含量为67×10^-6时,在铸坯中易形成2μm以上的TiN夹杂。通过控制BOF终点[N]≤30×10^-6,LF终点[S]≤25×10^-6,[O]≤25×10^-6,[N]≤35×10^-6,RH合金化后终点[N]≤35×10^-6,[H]≤1.5×10^-6,稳定喂CaSi线速度300~400 m/min,控制中间包[N]≤40×10^-6,严格连铸保护浇铸工艺,则铸坯中的N含量≤50×10^-6,钢中TiN夹杂数量显著下降,未发现大尺寸TiN夹杂物。     

80 t转炉-LF-VD-CC流程冶炼N80-1石油套管钢的工艺实践

N80-1石油套管钢36Mn2V(%):0.34～0.38C、0.25～0.40Si、1.45～1.70Mn、≤0.020P、≤0.015S、0.01～0.04Al、0.11～0.16V,(Sn+Sb+As+Pb+Bi)≤0.035,[O]≤35×10^-6,[N]≤80×10^-6,[H]≤2.5×10^-6由80 t顶底复吹转炉-LF-VD-Φ210～270 mm圆坯连铸工艺冶炼。通过高拉碳补吹氧、控制终点[C],控制出钢回磷≤0.008%,使用碱度3.2～4.0的精炼渣系等工艺措施,使该钢P为0.012%～0.019%,S为0.003%～0.005%,[O](11～22)×10^-6,[N](39～76)×10^-6,[H](1.5～2.1)×10^-6,其成分、组织和性能均达到用户以及API Spec5CT标准要求。     

50 t EBT EAF-LF( VD) -CC流程生产G55SiMoVA轴承钢的工艺实践

石油钻具用轴承钢G55SiMoVA(/%:0.52~0.55C,0.90~1.10Si,0.30~0.50Mn,0.40~0.60Mo,0.20~0.30V,≤0.015P,≤0.015S)的工艺流程为废钢+60%~70%铁水-50 t UHP EBT EAF-60 t LF-VD-260 mm×300 mm连铸。通过采用电弧炉全程泡沫渣埋弧操作,EBT出钢合金化,控制LF二次精炼渣(/%:46~54CaO,10~16SiO₂,11~13Al₂O₃,4.5~7.0MgO)碱度3.2~4.5,SiC扩散脱氧和60~80 L/min流量氩气搅拌,VD 67 Pa真空状态下保持20 min,连铸全程保护浇铸,所生产G55SiMoVA轴承钢轧材中氧含量为9×10^-6~10×10^-6。     

铝镇静钢SPHC浸入式水口结瘤成因和控制工艺

SPHC钢（/%:≤0.08C,≤0.05Si,0.10~0.30Mn,≤0.025P,≤0.025S,0.020~0.045Al）的工艺流程为铁水预处理-150 t顶底复吹转炉-LF-双流板坯连铸-1780 mm热连轧工艺。通过水口结瘤物分析得出,水口结瘤物主要成分为Al₂O₃和高熔点（1750℃）CaO·2Al₂O₃夹杂,结瘤物外层为结构疏松的堆积状氧化铝层,中间层为网状氧化铝层,内层为水口材料的脱碳层。通过控制转炉终点[C]>0.04%,调整喂钙铁线用量,使钢液中平均钙铝比由0.03提高至0.06,精炼时软吹氩搅拌由6~8 min提高到8~10 min,连铸过程防止钢液二次氧化等工艺措施,48炉SPHC钢生产结果表明,避免了水口结瘤事故的发生。     

洁净石油管坯钢27CrMoNbV的生产实践

攀钢27CrMoNbV钢的流程为采用铁水预处理-120 t顶底复吹转炉-LF-RH-360 mm×450 mm坯连铸工艺,通过铁水预处理深脱硫,转炉双渣法冶炼脱磷,转炉出钢及LF精炼深脱硫、采用（1.6～2.2） CaO/Al₂O₃精炼渣系、RH处理喂Ca-Si线处理、保护浇注等工艺优化,生产的27CrMoNbV钢化学成分稳定,P≤0.010%,S≤0.004%,[H]≤1.5×10^-6,T[O]≤0.0011%,非金属夹杂A、B、C、D、Ds均≤1.0级,完全满足技术要求。     

风电法兰用钢S355NL探伤缺陷的分析和工艺改进

风电法兰用钢S355NL（/%:0.14~0.48C,0.15~0.40Si,1.30~1.60Mn,≤0.013P,≤0.005S,0.04~0.12V,0.03~0.05Nb,≤0.009Ti,≤0.30Cr,≤0.50Ni,≤0.20Cu,≤0.10Mo,≥0.020Alt）的冶金流程为100t UHP EAF—LF—VD—Φ650 mm,Φ800 mm坯CC工艺。该钢1~2 mm裂纹探伤不合格的分析结果表明,其主要原因为氧的铝类夹杂和铸坯疏松缺陷所致。通过在LF终点喂钙线0.45 kg/t,VD处理时间由原25 min增至27 min,降低钢中[N]至78×10^-6~82×10^-6,[H]为1.1×10^-6~1.3×10^-6,[O]为12×10^-6~15×10^-6,软吹氩气流量由2×25L/min降至2×20 L/min,时间≥12 min,降低钢水过热度5℃等工艺措施,使铸坯锻造后的探伤合格率超过99%。     

120 t转炉-LF-RH-CC流程生产GCr15轴承钢的工艺和冶金质量

攀钢采用铁水预处理-120 t顶底复吹转炉-LF-RH-280 mm×380 mm连铸工艺生产GCr15轴承钢。通过转炉采用挡渣技术和增碳法操作工艺,转炉终点碳0.03%～0.07%,出钢时加入含CaC₂脱氧剂预脱氧,出钢后进行铝脱氧,LF精炼渣碱度CaO/SiO₂3.0～5.0,中间包平均钢水过热度为26.5℃。检验结果表明,铸坯的碳偏析指数为1.08,平均[O]为8×10^-6,[P]≤0.015%,[S]≤0.011%,夹杂物级别满足标准要求。     

100t DC EAF-LF-VD-CC流程硫易切削钢SAE1144的生产实践

中碳硫系易切削钢SAE1144（/%:0.42~0.47C,0.15~0.30Si,1.45~1.65Mn,0.24~0.30S,≤0.025P）采用100t DC EAF-LF-VD-280 mm×320 mm坯连铸工艺流程生产。通过控制出钢钢包温度≥1000℃,出钢时加入200 kg硅铁,钢包底吹氩搅拌;LF采用专用精炼渣系（/%:45~55CaO,15~25Al₂O₃,15~25SiO₂）,喂硫线,≥15 min VD处理后控制钢水过热度20~35℃,二冷比水量0.18 L/kg,拉速0.45~0.55 m/min等工艺措施,可稳定控制钢水硫含量和钢水的可浇性,铸坯中心疏松和缩孔级别≤1.5;[O]为14×10^-6~15×10^-6,[H]1.3×10^-6~1.5×10^-6,非金属夹杂物满足质量要求。     

X80管线钢LF-RH二次精炼过程夹杂物行为及控制

研究了210 t BOF-LF-RH-CC工艺流程生产X80管线钢(%:0.041～0.044C、0.15Si、1.78～1.80Mn、0.007～0.010P、0.000 8～0.001 2S、0.039～0.047[Al]s)时精炼过程中夹杂物的变化。在BOF出钢阶段采用加Al强脱氧(0.01%～0.02%[Al]s),LF精炼过程采用高碱度、强还原性精炼渣(精炼渣成分%:50～58CaO、7～10MgO、20～25Al₂O₃、4～7SiO₂、0.5～1.4TFe),炉渣和钢液反应活跃,使得钢中Al₂O₃夹杂物很快向液态钙铝酸盐和部分液态CaO-MgO-Al₂O₃复合夹杂物转变。液态夹杂物通过碰撞、聚合、长大及上浮去除,提高了钢液的洁净度。浇铸前T[O]降到(7～10)×10^-6,钢中夹杂物尺寸在3～5μm,试验炉次的热轧板内未发现大尺寸的低熔点钙铝酸盐类长条夹杂物。     

100 t EAF-LF-VDΦ500 mm连铸坯流程高压锅炉用钢SA-210A1生产实践

生产的高压锅炉用钢SA-210A1（/%:0.08～0.11C,0.22～0.24Si,0.72～0.74Mn,0.007～0.010P,0.004～0.005S,0.010～0.015V,0.025～0.035Ti,0.012～0.018Alt）的冶金工艺流程为55%铁水+废钢-100 t EAFLF-VDΦ500 mm坯连铸-轧制成Φ130mm圆钢。通过低铝脱氧工艺-EAF终点控制[C]≤0.06%,[P]0.006%～0.010%,出钢加石灰12 kg/t,AD粉（/%:10～13A1,55～60Al₂O₃,5～8SiO₂, 5～8Mg0）3 kg/t,700%Al钢芯铝3 kg/t预脱氧;LF采用5.76～6.06高碱度Al₂O₃渣系,LF终点喂0.40 kg/t钙线,软吹≥10 min;中间包钢水过热度15～25℃连铸结晶器和末端电磁搅拌,拉速0.31～0.32 m/min,铸坯缓冷≥48 h等工艺措施,SA-210A1钢中的[O]16×10^-6~ 24×10^-6,[N]65×10^-6～80×10^-6,[Alt]≤0.020%,铸坯和热轧圆钢低倍组织和非金属夹杂物均满足要求     

高镁铝酸钙型预熔精炼渣配加合成渣以及Al对低碳钢深脱硫的研究

用10 kg感应炉进行了20%～40%高镁铝酸钙预熔渣(/%:5SiO2、37CaO、42Al2O3、13MgO、3FeO)配加60%～80%合成渣(/%:10SiO₂、61CaO、25Al₂O₃、4MgO)及加5～10g/kg Al对初始(74～167)×10^-6 [S]的低碳钢(/%:0.06C、0.20Si、1.20Mn、0.020Nb、0.015Ti)的深脱硫试验。结果表明,钢液硫含量在精炼10 min内就可到达最低值,精炼过程随着钢液氧活度逐渐升高而渣硫化物容量逐渐降低,渣钢硫分配比减小,钢液有一定的回硫;较大的铝加入量、较低的初始硫含量和较大的渣硫化物容量有利脱硫反应的进行,也可以抑制钢液回硫;20%高镁铝酸钙预熔渣+80%合成渣脱硫效果较好,控制精炼渣成分(/%):50～60CaO、5～7MgO、28～32Al₂O₃、～8SiO₂、Al加入量3 g/kg,钢中硫含量可降至0.0016%。     

100 t EAF-LF-RH-CC流程生产洁净管线钢的工艺实践

天津钢管公司X65等洁净管线钢的生产流程为100t UHP EAF-LF-RH-Φ310mm～Φ500 mm CC工艺通过电弧炉配加35%～40%铁水,控制Al消耗量1.85kg/t时渣量不低于22kg/t,控制精炼渣指数(CaO/SiO₂/Al₂O₃)0.18～0.32,RH喷粉脱硫,电弧炉终点[C]≥0.05%,熔清钢水磷含量≤0.005%,延长泡沫渣持续时间,RH高真空处理时间≥10min,钙处理后软搅拌10～15 min,使用高碱度中间包覆盖剂等措施可使10MnVNbMo等X65管线用无缝钢管的洁净度达≤0.001%S、≤0.008%P、≤75×10^-6 N、≤20×10^-6O、≤1.5×10^-6H。     

低碳铝脱氧20钢钢水洁净度控制研究

为了研究120 t BOF-LF-RH-160 mm×160 mm坯CC工艺生产的铝脱氧20钢（/%:0.13～0.23C,0.17～0.37Si,0.35～0.65Mn,≤0.035P,≤0.035S,0.020～0.050Al）中非金属夹杂物的控制技术,对LF精炼过程中脱氧剂加入时机进行调整,并对精炼过程中非金属夹杂物类型与夹杂物数量进行分析。结果表明,转炉出钢后采用铝块脱氧,LF精炼进站非金属夹杂物主要为Al₂O₃,精炼结束前部分夹杂物由Al₂O₃转变为Al₂O₃·CaO,RH结束后非金属夹杂物密度3～4个/mm²,铸坯氧含量（7.48～8.18）×10^-6;而转炉出钢后采用硅锰进行脱氧,精炼结束前采用铝线,精炼过程中夹杂物主要为MnO·SiO₂,CaO含量小于5%,精炼结束非金属夹杂物控制为Al₂O₃,RH真空处理后,非金属夹杂物密度小于1.5个/mm²,铸坯氧含量（4.94～5.53）×10^-6。因此,针对采用“BOF-LFRH-CC”工艺流程生产的含铝钢,提出精炼结束前将非金属夹杂物控制为Al₂O₃,同时运用RH真空高效去除夹杂物,以提高钢水的洁净度。     

100 t EAF-LF-VD-CC流程冶炼非调质钢49MnVS3的工艺实践

10炉非调质钢49MnVS3(/%:0.46~0.48C,0.30~0.40Si,0.88~0.92Mn,0.001~0.014P,0.004~0.005S,0.09~0.10V,0.19~0.22Cr)由100 t EBT DC EAF-LF-VD-260 mm×340 mm坯连铸-Φ140~150 mm材轧制流程生产。采用兑入75%铁水,EAF前期脱磷至≤0.015%P,出钢前[C]为0.20%~0.30%,精炼时加150~200kg碳化硅,控制LF精炼渣碱度2.80~2.95,(CaO)/(Al₂O₃)=1.2~1.6,VD后喂1.5 m/t钙铁线,软吹时间≥15min等工艺措施,49MnVS3钢中[N]、[H]和[O]分别为130×10^-6~220×10^-6,1.2×10^-6~1.5×10^-6和5×10^-6~11×10^-6,成品材晶粒度≥5级,非金属夹杂物和低倍组织均≤1.5级,组织(带状≤1级)和力学性能(R_m 803~883 MPa,R_el 517~590 MPa, A 16%~21%,A_ku 39~99 J)均满足标准要求。     

组分对100 t LF高碱度精炼渣粘度和TC80钢脱硫的影响

试验研究了组分对碱度3~5的LF精炼渣(/%:37.5~54.8CaO,9.8~18.2SiO2,20~30Al2O3,4~10MgO,3~10CaF₂)粘度的影响。结果表明,CaF₂和Al₂O₃对渣粘度影响较大,碱度和MgO对粘度影响较小。随着CaF₂含量的增加,渣粘度先降低后增加;随着Al₂O₃含量的增加,渣粘度逐渐降低。渣中Al₂O₃含量为20%,CaF₂≥6%或渣中Al₂O₃含量为25%,CaF₂≥3%时,1500℃渣的粘度值低于0.5 Pa.s。试验得出粘度较优组分为4~5R,25%~30%Al₂O₃,6%~10%MgO,3%~6%CaF₂。100 t LF精炼TC80钢生产试验表明优化后精炼渣将钢水中的硫由0.020%脱至0.005%以下,脱硫率从优化前的72%提高至84%,LF精炼终点平均T[O]为14×10^-6。      

低碳低硅铝镇静钢LF顶渣硫分配比预报模型

根据钢厂100 t BOF-吹氩-LF-RH-Ca处理流程生产优质深冲(DDQ)级深冲热轧带钢SPHE(%:≤0.07C、≤0.03Si、0.20～0.30Mn、≤0.020P、≤0.010S、0.02～0.06Als)时Ca处理过程S含量过高的情况,通过KTH硫容量模型,分析了CaO/SiO₂、Al₂O₃和MgO对精炼渣硫分配比LS的影响,建立了CaO-MgO-SiO₂-Al₂O₃四元渣系脱硫模型,优化LF脱硫的精炼渣成分。结果表明,使用优化后的精炼渣(%:50CaO、6MgO、≤5SiO₂、30～35Al₂O₃),LF精炼钢水的脱硫率≥80%。模型预测值与实测值误差为±5%的占80%。     

90t BOF-LF-VD工艺冶炼GCrl5轴承钢的氧化物夹杂变化行为

GCr15钢的生产流程为90t转炉-LF-VD-250mm×280mm方坯连铸-轧制。转炉出钢加铝脱氧,LF由高碱度渣[/%:55~58CaO,3~10MgO,12~16SiO₂,16~24Al₂O₃,≤1（MnO+FeO）]精炼,LF喂Al后T[O]为14×10^-6,LF终点T[O]10×10^-6。采用SEM（扫描电镜）+EDS（能谱仪）的方法,研究了线材中超标DS类夹杂物的成分分布,发现夹杂物中心以复合氧化物CaO-MgO-Al₂O₃为主,外围包裹少量CaS;这些氧化物中,Al₂O₃含量约占65%,分布最为均匀;CaO含量约占20%,MgO含量约占15%。统计分析结果表明,VD真空处理后每平方毫米13μm以上大颗粒夹杂物数量增至7,软吹后降至2.1,线材中1/3大颗粒夹杂物来源于钢包渣带入。